Физиология возбудимых тканей Природа и механизм проведения возбуждения

Физиология возбудимых тканей Природа и механизм проведения возбуждения по нервным волокнам

Мотонейрон спинного мозга позвоночных Указаны функции разных его частей

Классификация нейронов Эфферентный, эффекторный, моторный Афферентный, чувствительный Ассоциативный, вставочный рецептор мышца

По строению нервные волокна делятся на: • мякотные (покрыты миэлиновой оболочкой) • безмякотные покрыты (не миэлином ). В безмякотных волокнах возбуждение распространяется непрерывно как пламя по фитилю. Скорость около 3 м/с. Проведение возбуждения по мякотным волокнам осуществляется скачкообразно по перехватам Ранвье. Скорость этого процесса достигает 100 -120 м/с. В основе распространения возбуждения лежит электротоническая передача волны деполяризации - возникновение локальных деполяризующих токов между возбужденными (заряжены электроотрицательно) и невозбужденными (заряжены электроположительно) перехватами.

Проведение потенциала действияпо безмякотному волокну

Сальтаторное проведение потенциала действия по миэлинезированному волокну

Законы проведения возбуждения по нервам: 1. изолированного проведения возбуждения; 2. двустороннего проведения возбуждения; 3. физиологической целостности; 4. бездекрементного проведения; 5. относительной неутомляемости нерва. Возникновение возбуждения в нервных волокнах подчиняется закону “Все или ничего”. Нерв в целом этому закону не подчиняется.

Синаптическая передача Понятия «синапс» , синаптическая « передача» были введены английским физиологом Ч. Шеррингтоном (1897). Наибольшее количество синапсов определяется в коре головного мозга (1013— 1014), где имеется наибольшее количество связей между нейронами, число которых насчитывается до 1, 5 x 1010. Синапс является структурой, посредством которой обеспечивается передача информации между нервными клетками, мышечными клетками, а также невнойклеткой и эфферентыми структурами.

Классификация синапсов 1. По локализации в организме: • центральные (головной и спинной мозг); • периферические (нервно-мышечные, нервносекреторные, синапсы вегетативных ганглиев и микроганглиев и др. ). 4. По конечному физиологическому эффекту (знаку действия): • Возбуждающие, • тормозные. 5. По механизму (способу) передачи сигнала (в частности, возбуждения): • химические, • электрические, • смешанные.

Синапсы на нейроне

Синапсы химический электрический

Строение химического синапса

Ультраструкту ра нервно– мышечного синапса

СТРУКТУРА И МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ СИНАПСА

Синаптические процессы в возбужденном и невозбужденном синапсе

Генерация ПД при возникновении ВПСП

Возбуждающий постсинаптический потенциал (ВПСП) мв ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ Na+ - 70 - 85 - 90 мс 0 4 8 12

Физиологические особенности химических синапсов: • • односторонняя проводимость синаптическая задержка быстрая утомляемость синаптическое облегчение Химические синапсы - самая уязвимая структура в рефлекторном звене и поэтому служат местом приложения многих фармакологических веществ.

Электрический синапс А. Распределение токов. При возбуждении клетки 1 в нее входит натриевый ток (INa). Она связана с клеткой 2 нексусом (щелевым контактом). Часть тока, входящего в клетку 1, проходит через нексус в клетку 2 и вызывает ее деполяризацию. Б. Импульс тока (красный график), действующий на пресинаптическую клетку, вызывает генерирование электротонического потенциала, который запускает в ней потенциал действия. Потенциал, появляющийся в постсинаптической клетке после прохождения тока через нексус, представляет собой уменьшенное подобие пресинаптического потенциала

Ультрастр уктура нексуса (щелевого контакта)

Физиологические особенности электрического синапса • отсутствием синаптической задержки • двусторонним проведением возбуждения • проводит только возбуждение • менее чувствителен к снижению температуры

Классификация мышечной ткани

Организация мышц позвоночных

Строение мышечного волокна

А. Поперечнополосатая структура миофибрилл: слева расслабл справа сокращение. Б. Организация миозиновых актиновыхнитей в расслабленном и сократившемся саркомере Обратите внимание на аддитивный. характер укорочения последовательно соединенных саркомер

Взаимное расположение сократительных белков

Сократительные и регуляторные белки

Функция поперечных мостиков А. Модель механизма сокращения: миозиновая нить с поперечными мостиками, прикрепленными к соседним актиновым нитям; вверху–до, внизу–после «гребка» мостиков (на самом деле они функционируют асинхронно). Б. Модель механизма генерирования силы поперечными мостиками; слева– до, справа– после «гребка» . Поперечные мостики химически соответствуют субфрагменту миозина– «тяжелому меромиозину » , который состоит из субфрагментов (головка) и I II (шейка)

Действие Ca 2+ во время активации миофибриллы А. Актиновая и миозиновая нити на продольном сечении волокна Б. Они же на его поперечном сечении. Когда Са 2+ связывается с тропонином, тропомиозин попадает в желобок между двумя мономерами актина, обнажая участки прикрепления поперечных мостиков

Схема электромеханического сопряжения А. Расслабленное мышечное волокно с поляризованной клеточной мембраной. Концентрация Ca 2+ в нем ниже 10– 7 М. Б. Потенциал действия меняет полярность мембраны клетки и поперечных трубочек на противоположную; Ca 2+ начинает выходить из терминальных цистерн. В. К моменту исчезновения потенциала действия внутриклеточная концентрация Ca 2+ достигала примерно 10– 5 М, и саркомеры миофибрилл укоротились. Справа вверху: временная последовательность событий при электромеханическом сопряжении от «латентного» периода до начала сокращения

Цикл возбуждение – сокращение – расслабление в скелетных мышцах

Режимы мышечных сокращений

Временной ход потенциала действия и изометрического сокращения поперечнополосатой мышцы

Соотношение между силой сокращения, длиной саркомера и степенью перекрывания миофиламентов. Слева: максимальная изометрическая сила, развиваемая во время тетануса при разной длине саркомера; сила показана в процентах максимальной, развиваемой при длине мышечного волокна в состоянии покоя (т. е. при длине саркомера 2, 2 мкм). Справа: перекрывание миозиновых и актиновых нитей при длине саркомера 2, 2, 2, 9 и 3, 6 мкм

Иннервация и строение мышцы

Схема внеклеточной аппликации тока